如何建造戴森球？太空专家给出了方案

1960 年，英国理论物理学家弗里曼·戴森 (Freeman Dyson) 在《科学》杂志上发表了一篇单页论文，为人类科技的未来描述了一个也许是有史以来最有希望的场景。

戴森设想，一个先进的文明可以通过在自己的星球周围建一个球体，吸收这个星球输出的能量，来满足其不断增长的能源需求。

想象中的戴森球

不过，这篇论文更偏理论，没有讲到实际的工程应用。关于这种巨型结构应该是什么样子，该如何建造，戴森并没有提供更多的细节。他只是简单地将这个球体描述为一个环绕着行星的“可以居住的外壳”。但这已经足够吸引到众多天体物理学家、科学家和科幻作家，并为他们提供灵感了。

在戴森的某些描述中，戴森球看起来像一个巨大的环，环绕着一颗恒星，几乎能碰到地球。在另一些描述中，戴森球是一个完全包裹着太阳的巨型结构，并且可以捕捉到太阳发出每一点能量。除了在科学作品中，戴森球还出现在小说、电影和电视节目中，比如在《星际迷航》中，戴森球就是先进文明的家园。

戴森当然明白要建起一个这样的庞然大物所面临的挑战，所以他本人对于建起戴森球的可能性也保持着怀疑态度。不过，他的戴森球设想激发了我们对于人类文明的未来的雄心勃勃的设想，并且为解决人类的某些最具灾难性的困境提供了一种方案。

利用太阳或其他恒星的总能量，可以满足我们眼下的和长期的能源危机。但是当我们能够获得一个恒星输出的全部能量时，就远不止满足我们的陆地能源需求这么简单了。

《星际迷航：下一代》的“遗物”一集最初于1992年10月12日播出。图中为星舰企业号与戴森球并排。

有了这么多可以用的能量，我们就可以向可能有生命存在的系外行星发射高能激光脉冲，从而大大增加我们与遥远文明交流的机会。这些由戴森驱动的光束可以比目前任何已知的方式更远地传播到宇宙中，穿透更高密度的空间区域，比如会使我们发送的信号衰减的尘埃云。

或者，我们可以利用这种能量直接到达系外行星——在某些天体物理学家的设想中，我们可以通过量子引力实验来操控时空连续体，来缩短行程。还有一个有趣的想法，是用纯光子创造所谓的 Kugelblitz 黑洞，在理论上，这些黑洞已经被证明可以为未来的星际飞船提供动力。通过扭曲时空，我们或许能够以比光速更快的速度行进，或者创造虫洞，为穿越银河系提供捷径。

2018 年，研究人员 Alexey Turchin 和 Maxim Chernyakov 提出，人工智能或许能够通过死者的 DNA 和其他信息，在模拟世界中以数字的方式重新创造这个人。为了创建出属于一个几乎永生的种族的、样本足够丰富的模拟人，需要大量的能量，还需要清除许多道德和哲学方面的障碍。但研究人员提出，戴森技术可以提供所需的能量。

在今天，戴森的野心勃勃的设想似乎比以往任何时候都显得更加重要。根据美国能源信息署的数据，如果技术继续沿着目前的增长曲线发展，在未来 30年内，全球的能源需求量可能会增加50%。

风能、太阳能和其他可再生能源将在短期内有所帮助，但长期的解决方案需要采用更加大胆的工程。戴森球可能是一个大胆的解决方案，但要实现它，我们显然还要克服许多物理和机械问题，即使是比我们先进数千年的文明也未必能解决这些问题。

作为柏林工业大学天文学和天体物理学中心的教授，我花了几十年的时间来探索先进的外星文明存在的可能性。我与人合著了五本关于外星生命的书，我对这门科学的兴趣激发了我，让我一直在研究戴森球是先进外星技术的可能性。 大约十年前，我对可能是出自外星文明之手的各种大型工程产生了兴趣。

黑洞以艺术的方式渲染，扭曲空间和时间，创建了虫洞。

2010 年，我研究了建造戴森球的可行性。当我与我在普尔曼华盛顿州立大学的前物理系学生布鲁克斯·哈罗普（Brooks Harrop）合作时，我们发现了戴森球的常见概念存在许多问题，其中最重要的是球体的坍塌风险。围绕恒星旋转的刚性同心球会在每个点上都受到引力。

现如今已知的任何材料都无法对抗这种力量。工程师也许会打算用一个复杂的推进器系统来解决这个问题，这个系统可以通过一个反作用力，将外壳保持在适当的位置。

但考虑到外壳的巨大质量——在大部分的设想中，该结构的半径为 9300 万英里，即地球与太阳之间的距离——这样的系统首先会消耗外壳收集的大部分能量，甚至是全部。